一种大规模储能装置及其主电路，大规模储能装置主电路包括至少一个储能单元，每个储能单元包括一个变流器与至少两个DC/DC模块；所述变流器一侧用于连接电源，变流器另一侧连接所述各DC/DC模块，每个DC/DC模块用于对应连接一组储能电池；所述监控平台包括：后台监控机、协调控制器以及所述变流器控制器与DC/DC控制器；所述后台监控机与协调控制器之间通过RS485总线通讯连接。监控平台采用分层式布式结构，由协调控制器统一控制底层多台变流器控制器和DC/DC控制器，实时控制时可以实现统一协调动作，避免因动作不协调时出现的故障停机状况。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源领域，特别是大规模储能装置。
技术介绍
首先说明，本文所指储能装置的定义是与储能电池组配套，连接与电池组与电网之间，把电网电能存入电池组或将电池组能量回馈到电网的装置，主要由功率变流器及其 控制系统组成。大规模储能技术在很大程度上可以解决新能源发电、电动汽车充电的随机性、波动性问题，可以实现新能源发电的平滑输出，能有效调节新能源发电和电动汽车充电引起的电网电压、频率及相位的变化，使大规模风电及太阳能发电方便可靠地并入常规电网，并减小大规模电动汽车的无序充电对电网的影响。大规模储能装置连接于电池组与电网之间，可以把电网电能存入电池组或将电池组能量回馈到电网。储能装置主要由开关设备、变流器、DC/DC模块、监控系统等构成。在储能工作状态下，储能装置接收站级监控指令控制设备对电池充电；在放电工作状态下，储能装置接收站级监控指令控制设备通过电池向电网放电，以实现削峰填谷的功能。现有技术中，较多采用光伏逆变器，如申请号为200910068505的中国专利文件 《户用太阳能光伏逆变器》，该文件披露的逆变器系统，仅能实现能够从光伏到电网的能量单向流动，而且装置的模块化程度低，不适合拓展，难以应用到大规模储能平台。另外，其控制模式而且采用统一控制方式，结构简单，只适合单个用户使用，不适合大规模储能装置。监控平台是大规模储能装置的重要组成部分，它是实现大规模储能装置控制软硬件基础。大规模储能装置监控平台的主要技术难点在于1)强电磁干扰环境下底层IGBT阀的触发、保护与检测问题；2)多台变流器AC/DC (DC/AC)模块(即双向换流器)及DC/DC模块的协调控制、保护、通信问题与关于可靠性的要求。大规模储能装置目前在国内外处于示范运行阶段，尚未大规模推广，已投运示范工程的监控平台多为现有技术的简单综合，没有完全依照大规模储能装置的特点而单独设计开发，监控平台系统繁杂、成本较高且可靠性低。现有技术中，有光伏逆变器的监控平台，如申请号为200910068505的中国专利文件《户用太阳能光伏逆变器》，该文件披露的逆变器系统，仅能实现能够从光伏到电网的能量单向流动，而且采用统一控制方式，结构简单，只适合单个用户使用，不适合大规模储能直ο现有技术中，还有电动汽车充放电站，如申请号为20100532726的中国专利文件 《带有储能装置的电动汽车充电站》，该文件披露的系统，也没有给出适合于大规模储能的应用例子。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大规模储能装置及其主电路，用以解决现在的大规模储能装置大多采用光伏逆变器，只能实现能量单向流动，而且模块性差，不适合大规模储能应用。 为实现上述目的，本专利技术的储能装置主电路方案是一种大规模储能装置主电路， 包括至少一个储能单元，每个储能单元包括一个变流器与至少两个DC/DC模块；所述变流器一侧用于连接电源，变流器另一侧连接所述各DC/DC模块，每个DC/DC模块用于对应连接一组储能电池。所述变流器通过直流母线连接所述各DC/DC模块，每个DC/DC模块的一侧连接在所述母线上，另一侧用于连接所述储能电池。所述变流器的直流母线侧还设有母线支撑电容。所述变流器为三相变流器，该三相变流器一侧连接电网，另一侧连接所述直流母线。所述电网与变流器之间还设有串联电抗器与RC过压抑制电路。所述DC/DC模块为斩波模块。电路拓扑采用二级变化，前级变流器采用大容量变流器方案实现，后级DC/DC模块采用多个斩波模块组成。电路拓扑采用二级变化时直流电池侧纹波小，控制精度高，系统故障或直流母线故障时对电池可有效保护；采用多个DC/DC独立控制，每个DC/DC模块可以连接相互独立的电池组，电池侧接入电压范围宽，可大大减少需要并联的电池数量，降低电池成组难度；整个电路拓扑采用集中协调控制方式，实现了分层分布式控制，简单可靠。本专利技术的另储能装置方案是一种大规模储能装置，包括大规模储能装置主电路及监控平台，大规模储能装置主电路包括至少一个储能单元，每个储能单元包括一个变流器与至少两个DC/DC模块；所述变流器一侧用于连接电源，变流器另一侧连接所述各DC/DC 模块，每个DC/DC模块用于对应连接一组储能电池；所述每个变流器对应连接一个变流器控制器，每个DC/DC模块均对应连接一个DC/DC控制器；所述变流器控制器与DC/DC控制器均设有用于控制变流器与DC/DC模块中IGBT阀的光纤触发与检测端口，并通过该端口控制连接所述变流器模块及DC/DC模块；所述监控平台包括后台监控机、协调控制器以及所述变流器控制器与DC/DC控制器； 所述后台监控机与协调控制器之间通过RS485总线通讯连接； 所述协调控制器与所述各变流器控制器与各DC/DC控制器均对应设有用于通讯控制的CAN总线端口，所述CAN总线端口连接在CAN总线上；所述协调控制器还设有对应所述各变流器控制器与各DC/DC控制器的使能发送与故障反馈接收端口，与所述各变流器控制器与各DC/DC控制器的使能接收与故障反馈发送端口通过光纤连接。所述协调控制器还通过CAN总线连接BMS的CAN总线接口，用于接收来自BMS的各种实时测控信号。所述后台监控通过以太网连接BMS的以太网接口。所述后台监控机还通过以太网连接站级监控机。监控平台采用分层分布式结构，最上层部分为HMI人机界面部分，由本地后台监控机组成。本地后台监控机通过工业现场RS485总线与协调控制器相连，实现就地的监控功能；本地后台监控机通过以太网通信与上层能量管理系统相连，两者之间采用标准远动通信规约。本地后台监控机还能够与上层能量管理系统，即站级监控机进行远动通信。监控平台中层部分为协调控制器部分，协调控制器主要用作对多台变流器控制器、DC/DC控制器的协调控制。协调控制器与本地后台监控机通过工业现场RS485总线连接，与多台底层控制器之间通过CAN网连接，实现信息交互及对底层设备的控制。协调控制器接收本地后台监控机的指令并下达给变流器控制器，接收各底层控制的反馈的各种状态及运行信息并上传至本地后台监控机，通过光纤协调控制变流器控制器和DC/DC模块控制器的启动、停机、复位等操作。监控系统底层部分为多台变流器控制器和DC/DC控制器，以实现对变流器及DC/ DC模块的控制。变流器控制器通过采样板检测系统电压及装置电流，通过本控制器的主控板进行闭环算法控制，计算所需控制输出部分并形成PWM触发脉冲信号，通过光纤板将PWM触发 脉冲信号转换为光信号送给底层光电触发部分以实现对变流器的IGBT阀触发。DC/DC控制器通过采样装置直流电压及直流电流，通过本控制器的主控板进行闭环算法控制，计算所需控制输出部分并形成PWM触发脉冲信号，通过光纤板将PWM触发脉冲信号转换为光信号送给底层光电触发部分以实现对多个DC/DC模块的IGBT阀触发。对于数据传输等无实时传输的信号或数据，协调控制器和底层控制器通过CAN网进行通信，多台控制器连接在一个CAN网上，大大简化了网络构架；对于保护、启动、闭锁等关键信号，协调控制和底层控制器通过光纤进行通信，以实现单个模块故障时的对整套装置的快速保护。各底层控制器和IGBT阀之间，通过光纤进行联络，PWM光触发信号直接送至IGBT 光驱动板，IGBT反馈的故障信号亦通过光本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种大规模储能装置主电路，其特征在于，包括至少一个储能单元，每个储能单元包括一个变流器与至少两个ＤＣ／ＤＣ模块；所述变流器一侧用于连接电源，变流器另一侧连接所述各ＤＣ／ＤＣ模块，每个ＤＣ／ＤＣ模块用于对应连接一组储能电池。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张建兴，陈天锦，王定国，陈世峰，韩健，仇志凌，李正力，王涛，张冲，
申请(专利权)人：许继电源有限公司，许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：41
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